磷酸酯抗燃油以其优异的抗燃性及润滑性能已广泛用于大型汽轮发电机组的调速系统,但由于抗燃油为人工合成的化学液体,在运行中难免发生氧化、水解等变质现象,造成油质劣化,严重时对部件等造成不可修复的腐蚀。另外,由于调速系统工作部件尺寸缩小,运行油压提高,伺服阀等控制部件的运动间隙减小,油中固体颗粒污染引起的伺服阀卡涩问题也十分突出。综观各电厂抗燃油,大部分都是采用AKZO-Nobel化学公司生产的Fyrquel EHC。且都不同程度地存在抗燃油劣化问题,有的劣化还较严重。为此我们有必要对抗燃油在应用中存在的问题进行总结并采取相应的解决措施,从而确保机组安全、稳定、可靠运行。
1.抗燃油在应用中存在的主要问题。
1.1抗燃油酸值超标。酸值是反映抗燃油劣化变质程度的一项化学性能指标。一般来说酸值超过0.1 mgKOH/g油质就不稳定。酸值越高,升高的速度就越快。高酸值的油不但能进一步催化抗燃油的水解,使酸值升高,还会有劣化物产生,这些劣化物会不同程度地影响油的电阻率、颗粒度、泡沫特性等指标。严重威胁机组安全运行。三门峡华阳电厂、太原第一热电厂等电厂都因抗燃油酸值超标导致油质劣化加快,最终造成停机换油!
1.2抗燃油电阻率超标。电阻率是抗燃油的一项非常重要的电化学性能控制指标。抗燃油在运行中该项指标应控制在5.0×109Ω·cm以上,否则就有可能引起油系统调速部套的电化学腐蚀。尤其是在伺服阀内由于油流及油流形态的变化,极易发生电化学腐蚀。电阻率越低,电化学腐蚀就越严重。电化学腐蚀的结果是不得不频繁更换被腐蚀的部套(伺服阀)。这在洛阳首阳山电厂、华能丹东电厂、石横电厂等十多个电厂中尤为突出。
1.3抗燃油抗泡沫特性增大。由于抗燃油对空气的释放速度比矿物汽轮机油小1/3~1/2,油中一旦含有较多的空气会影响泵的出力、加速油品老化,严重时造成假油位。作为抗燃油的一项重要指标抗泡沫特性的极限值应控制在200ml(24℃)以下。天津盘山电厂就因抗燃油抗泡沫特性突然增大发生抗燃油油箱满油事件。
2.解决问题的措施
2.1降低酸值的有效方法。
2.1.1抗燃油的在线再生处理是目前降低酸值最有效的方法。经国电热工院研究、试验表明用于再生的介质(即吸附剂)最有效的是极性硅铝吸附剂。见下表:
几种吸附剂处理抗燃油的脱酸性能
吸附剂 |
吸附剂用量wt% |
抗燃油酸值mgKOH/g |
脱酸率% |
吸酸量mgKOH/g |
再生前 |
再生后 |
极性硅铝吸附剂 |
2 |
0.35 |
0.03 |
91.43 |
16.00 |
大粒硅藻土 |
2 |
0.35 |
0.31 |
11.43 |
2.00 |
小粒硅藻土 |
2 |
0.35 |
0.28 |
20.00 |
3.50 |
活性氧化铝 |
2 |
0.35 |
0.31 |
11.43 |
2.00 |
硅胶 |
2 |
0.35 |
0.34 |
2.86 |
0.50 |
从上表中可以看出极性硅铝吸附剂的吸酸量16mgKOH/g为最大,而目前我厂使用的是硅藻土滤芯(再生装置)和活性氧化铝(滤油机),建议采购极性硅铝吸附剂用于滤油机再生装置,从而加快滤油机脱酸效果,确保油质合格!
2.1.2合理制定酸值合格指标是控制酸值的关键。要加强对机组抗燃油的安全监督,必须全面了解机组抗燃油的质量。发电厂的化学监督条例和控制指标的制定要合理,要求和国际上2003版ISO/DIS10050同步。目前大部分发电厂家都以0.20 mgKOH/g的国内标准来衡量进口抗燃油的酸值指标(进口抗燃油的酸值合格标准是0.10 mgKOH/g)。根据抗燃油的特性,酸值超过0.20 mgKOH/g各项指标就会恶化,油质难以处理好。为此根据我公司抗燃油使用经验认为进口抗燃油酸值指标应该用国外标准来衡量,只有这样才能有效控制抗燃油油质劣化!
2.2处理电阻率不合格的方法。目前处理电阻率不合格的方法是滤油,通过滤油机的吸附剂来剔除油中的酸性物质来提高电阻率,但效果不明显。上海吴泾热电厂化学部采用阳离子来提高抗燃油电阻率的方法效果较好。他们用真空净油机与阳离子串起来一同使用,经试验能使抗燃油电阻率显著提高,油液颜色明显变清。该方法的优点是:1,树脂是有效的去酸材料且易取得;2,质量稳定且没有可被置换的金属物;3,增加油液寿命;4,减少系统维护。
2.3降低抗燃油泡沫特性的方法。添加消泡剂是目前最有效的改善抗燃油抗泡沫特性的办法。经东北电力科学研究院实验证明抗燃油在添加消泡剂前后的其它各项指标均无明显变化。铁岭电厂于今年6月采用机械分散法向#2机EH油添加消泡剂,目前油质状态非常好,抗泡沫特性为25ml/0ml。